(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に塗布された塗膜中の溶媒を除去するために用いる減圧乾燥装置であって、本体と上蓋からなる真空容器と、該上蓋を上下に移動して真空容器を開閉する上蓋開閉機構と、真空容器中の空気を排気する排気装置と、真空容器中に基板を搬送する搬送機構と、真空容器中にあって基板を保持する基板保持機構とを有し、前記上蓋開閉機構は、サーボモーターによって駆動され、駆動系内に駆動トルク検出機構を有し、該サーボモーターは、予め設定した閉止トルク値を、前記駆動トルク検出機構が検出した時点で停止し、上蓋が閉止するようにしたことを特徴とする減圧乾燥装置。
【請求項２】
前記駆動トルク検出機構は、前記サーボモーターに内蔵されたものであることを特徴とする請求項１に記載の減圧乾燥装置。
【請求項３】
前記駆動トルク検出機構は、前記閉止トルク値に加えて、これよりも小さい非常停止トルク値を設定可能であり、上蓋が上死点から下降を開始し、上蓋閉止位置の手前から下死点の間に設けた上蓋閉止区間に到達するまでの区間においては、駆動トルク検出機構が非常停止トルク値を検出した時点で前記サーボモーターが停止し、上蓋閉止区間内においては、駆動トルク検出機構が前記閉止トルク値を検出した時点でサーボモーターが停止するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の減圧乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に塗布された塗膜中の揮発成分を除去するための乾燥装置に関し、特にガラス基板上に塗布されたカラーフィルター用カラーレジスト塗膜等を乾燥させるために用いる減圧乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイに用いるカラーフィルターとしては、図５、図６に示されたように、ガラス基板３０上に光の３原色に相当する赤（Ｒ：Ｒｅｄ）、緑（Ｇ：Ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂ：Ｂｌｕｅ）の３色のカラーレジストを用いて形成した着色画素３１、３２、３３を規則正しく配列したものが一般的に用いられている。
【０００３】
着色画素を形成する方法としては、ガラス基板３０上にカラーレジストを塗布し、事前乾燥を行なった後、所定のパターンのフォトマスクを介して露光し、現像処理を行なってパターン化し、最後にアフターベークを行なって画素を完全に硬化させるという一連の工程を各色毎に繰り返す。実際の製品では、ＲＧＢ３色の他に、ブラックマトリックス３４や、フォトスペーサーなどの要素が付加されるため、１枚のガラス基板に対して、レジストの塗工、乾燥、露光、現像、硬化処理などの工程が多数回繰り返されることになる。
【０００４】
ガラス基板上に塗工されたレジストの乾燥方法としては、低温加熱によるプリベーク処理や、熱かぶりを防ぐ意味で、加熱を伴わない減圧乾燥装置が用いられる。減圧乾燥装置は、真空容器内に基板を載置し、容器内の空気を排気して減圧することによって、塗膜中の溶媒を効率的に除去するものであるが、この処理はバッチ処理であるため、連続処理ラインにおいては、基板の移載や真空容器の開閉、排気、大気圧解放等の一連の動作を無駄なく迅速に行なう必要が生じる。
【０００５】
減圧乾燥装置の動作としては、真空容器内に基板を搬送し、搬送部が退避後に真空容器の上蓋を閉じ、排気処理を開始する。真空容器内を真空ポンプによって真空状態にする。処理中は、装置内の真空度を計測器により監視し、所定の設定圧に到達したところで排気を終了し、大気圧に解放し、上蓋を開いて基板を搬出して処理が完了となる（特許文献１参照）。
【０００６】
従来は、真空容器上蓋の開閉を迅速かつ正確に行なうために、サーボモーターを用いて上蓋を上下方向に開閉させるとともに、上蓋の閉止位置をサーボモーターを駆動するパルスのカウントによって制御していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2006-19472号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
減圧乾燥装置内の真空度を保持するために、真空容器上蓋と上蓋が接する装置本体との間には、パッキンを用いているが、このパッキンが長期間の使用によって摩耗したり老化したりしてへたって来ると、リークが発生し、真空度がなかなか上がらず、処理時間が延びるという問題が生じる。パッキンがへたった分、上蓋の押し込み量を増やしてやればリークは防げるが、上蓋の閉止位置がパルスカウンタによって設定されていると、常に同じ位置で上蓋が停止するため、リークの発生が起こるべくして起こる。パッキンのへたりを見込んでパルスカウンタの設定値を常に最適に設定することは、実際上は困難である。
【０００９】
また別の問題として、何らかの原因で搬送部の退避が完全に行なわれなかったような場合に、上蓋がカウンタの設定値に従って無条件に下降して来ると、搬送部を破壊してしまう恐れがあった。
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は、従来の減圧乾燥装置におけるこれらの問題を解消し、長期間に亘って安定した上蓋密閉動作を実現するとともに、異常発生時にも、装置に大きな損害を与えないで済む減圧乾燥装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、基板上に塗布された塗膜中の溶媒を除去するために用いる減圧乾燥装置であって、本体と上蓋からなる真空容器と、該上蓋を上下に移動して真空容器を開閉する上蓋開閉機構と、真空容器中の空気を排気する排気装置と、真空容器中に基板を搬送する搬送機構と、真空容器中にあって基板を保持する基板保持機構とを有し、前記上蓋開閉機構は、サーボモーターによって駆動され、駆動系内に駆動トルク検出機構を有し、該サーボモーターは、予め設定した閉止トルク値を、前記駆動トルク検出機構が検出した時点で停止し、上蓋が閉止するようにしたことを特徴とする減圧乾燥装置である。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、前記駆動トルク検出機構が、前記サーボモーターに内蔵されたものであることを特徴とする請求項１に記載の減圧乾燥装置である。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、前記駆動トルク検出機構が、前記閉止トルク値に加えて、これよりも小さい非常停止トルク値を設定可能であり、上蓋が上死点から下降を開始し、上蓋閉止位置の手前から下死点の間に設けた上蓋閉止区間に到達するまでの区間においては、駆動トルク検出機構が非常停止トルク値を検出した時点で前記サーボモーターが停止し、上蓋閉止区間内においては、駆動トルク検出機構が前記閉止トルク値を検出した時点でサーボモーターが停止するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の減圧乾燥装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る減圧乾燥装置は、上蓋開閉機構をサーボモーターによる駆動とし、駆動系内に駆動トルク検出機構を設け、予め設定した閉止トルク値を、駆動トルク検出機構が検出した時点でサーボモーターが停止し、真空容器の上蓋が閉止するようにしたので、真空容器のパッキンがへたった場合であっても確実に上蓋が密閉され、真空のリークが発生する恐れがなくなる。そのため、真空のリークによって処理時間が必要以上に長くなるという問題が解消される。
【００１５】
駆動トルク検出機構が、前記サーボモーターに内蔵されたものである場合には、装置全体の機構が単純化される結果、装置のコストも下がり、故障も少なくなる。
【００１６】
また前記閉止トルク値の検出が、上蓋閉止位置の手前から下死点の間に設けた上蓋閉止区間内に上蓋が存在する場合において有効となり、上蓋が前記上蓋閉止区間に到達する以前には、前記閉止トルク値より小さい非常停止トルク値において上蓋が停止する機構を有する場合においては、下降してくる上蓋に、何らかのトラブルにより、例えば搬送機構等が干渉したような場合であっても、駆動トルクのわずかな変化からこれを検知してサーボモーターを停止させることが可能となり、装置の被害を最小限に留めるための安全装置として機能させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る減圧乾燥装置の構造を模式的に示した斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面を示した断面模式図である。
【図３】本発明に係る減圧乾燥装置の通常状態における真空容器上蓋の位置と駆動軸トルクの関係を示したグラフである。
【図４】本発明に係る減圧乾燥装置において接触事故が発生した場合における真空容器上蓋の位置と駆動軸トルクの関係を示したグラフである。
【図５】液晶ディスプレイ用カラーフィルターの平面模式図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ’断面を示した断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下図面を参照しながら、本発明に係る減圧乾燥装置について詳細に説明する。
図１は、本発明に係る減圧乾燥装置の構造を模式的に示した斜視図である。また図２は、図１のＡ−Ａ’断面を示した断面模式図である。
本発明に係る減圧乾燥装置１は、基板３０上に塗布された塗膜中の溶媒を除去するために用いる減圧乾燥装置であって、真空容器本体２と枡状の真空容器上蓋３からなる真空容器と、上蓋３を上下に移動して真空容器を開閉する上蓋開閉機構４と、真空容器中の空気を排気する排気装置と、真空容器中に基板を搬送する搬送機構９と、真空容器中にあって基板を保持する基板保持機構１０とを有し、前記上蓋開閉機構４は、サーボモーター５によって駆動され、駆動系内に駆動トルク検出機構を有し、該サーボモーター５は、予め設定した閉止トルク値を、前記駆動トルク検出機構が検出した時点で停止し、上蓋３が閉止するようにしたことを特徴とする減圧乾燥装置である。
【００１９】
図１、図２では、本願発明において必要な装置の構造のみを模式的に示しているので、実際の装置では存在する、基礎部分や制御装置、搬送機構、位置決め装置等が省略されている。
【００２０】
図１、図２では、排気装置は、排気管６のみ示されているが、実際の排気装置は、真空ポンプ、リザーブタンク、バルブ、配管、制御装置等によって構成されている。真空ポンプとしては、排気中に溶媒の蒸気が存在するため、油を用いないドライポンプの使用が好ましい。さらに高真空を必要とする場合には、メカニカルブースターポンプ等を併用する。真空容器内の真空度は、真空計８によって常に監視されている。
【００２１】
上蓋開閉機構４としては、特にその機構を限定されるものではないが、クリーンルーム中での使用を考慮して、発塵性の少ない機構とすることが好ましい。また上蓋の迅速な開閉が可能であることが好ましい。そのような観点から、サーボモーターを用いた機械駆動方式は、好ましい機構である。サーボモーターの回転運動を上蓋の上下運動に変換する手段としては、ラック／ピニオン方式や、チエーンとスプロケットによる方式、あるいは、ねじシャフトを用いる方法等がある。図１では、上蓋３を４本のシャフトで保持し、各シャフトがサーボモーターを備えた上蓋開閉機構４を構成している。
【００２２】
上蓋開閉機構４の駆動系内に設置された駆動トルク検出機構としては、独立したトルク検出器を用いてもよいし、サーボモーター自身がトルク検出機能を内蔵している場合には、これを利用してもよい。トルク検出機能を内蔵したサーボモーターとしては、トルクリミッター付きモーターとして市販されているものが利用できる。トルク検出機構としては、トルク設定値を設定可能であり、さらに数段階のトルク値を設定できるものが望ましい。例えば２段階のトルク値を設定可能であると、上蓋３の締め付けトルク値と、異常発生時の非常停止トルク値を別々に設定すること等が可能となる。
【００２３】
真空容器の本体２と上蓋３の間には、パッキン７が設けられており、基板に上蓋３を被
せ、上蓋３の空間内に基板が収るよう、本体２上に上蓋３が移動し、真空容器が閉じた時の真空容器内部の真空のリークを防いでいる。パッキン７としては、低揮発性の棒状のゴムが用いられるが、頻繁な使用が長期間継続すると、摩耗したり老化したりして徐々にへたってくる。パッキンがへたると、下降してきた上蓋３が接触する位置が下方にずれる。この時、上蓋３の閉止位置を単にサーボモーターのスタート位置からのパルス数によって決めていると、常に同じ位置で停止するため、パッキンがへたった時に、締め付けが完全に行なわれず、この状態で真空引きを開始すると、真空がリークして真空度がなかなか上がらないことになる。なお真空度は、真空計８によって測定されている。
【００２４】
図３は、本発明に係る減圧乾燥装置の通常状態における真空容器上蓋の位置と駆動軸トルクの関係を示したグラフである。
上蓋は、上死点から上蓋移動方向２０に沿って下降する。上蓋が下降する時の上蓋開閉機構の駆動軸トルクは、ほぼ一定である。上蓋がパッキンに接触すると駆動軸トルクは急激に上昇する。駆動軸トルクが予め設定した閉止トルク設定値に到達すると駆動トルク検出機構がこれを検出して、サーボモーターを停止し、真空容器の排気を開始する。
【００２５】
パッキンがへたっていない初期の状態２１に比較して、パッキン老化時の状態２２では、パッキンが接触する位置が下方にずれる。しかしその場合であっても、上蓋は下降を続け、上蓋がパッキンに接触すると駆動軸トルクは、確実に上昇し、閉止トルク設定値に至るまで上蓋が確実に締め付けられ、真空容器が密閉されるので、真空容器の排気に問題が生じることはない。この時、上蓋の閉止位置も、下方にずれることになる。
【００２６】
上蓋の上死点および下死点の位置設定は、従来通りパルスカウンタの設定によってもよいし、他の方法例えばリミットスイッチ等によっても良い。
【００２７】
図４は、本発明に係る減圧乾燥装置において接触事故が発生した場合における真空容器上蓋の位置と駆動軸トルクの関係を示したグラフである。下降してくる上蓋に例えば搬送機構などが退避不足によって接触したような場合には、駆動軸トルクが急激に上昇する。この時、予め、閉止トルク設定値よりも小さい非常停止トルク値を設定しておくと、トルク検出機構がこれを検知して、サーボモーターの駆動を停止することができる。これは接触事故による装置のダメージを軽減するのに有効であり、安全装置として機能する。
【００２８】
但し、この場合、通常の上蓋閉止動作において、この小さいトルク値でモーターが停止しないようにするために、非常停止トルク値の検出は、上蓋閉止位置の手前から下死点の間に設けた上蓋閉止区間２３の内側に上蓋が存在する場合においては、無効とすることが必要である。上蓋閉止区間開始位置の設定は、パルスカウンタの設定によってもよいし、リミットスイッチ等によっても良い。なお、非常停止トルクを設定しなかった場合であっても、接触事故発生時には少なくとも閉止トルク値を検出した時点でモーターは停止するので、それなりの被害軽減効果はある。
【００２９】
なお、真空容器の排気を開始すると、上蓋は大気圧によって大きな力で押されるため通常は上蓋閉止位置よりもさらに下降しようとする。したがってこの時上蓋開閉機構が破壊されないようにするために、上蓋と上蓋開閉機構との間には、この動きを吸収できる遊びが必要である。
【００３０】
以上説明した通り、本発明に係る減圧乾燥装置は、上蓋の開閉をサーボモーターによる直接駆動とし、駆動系にトルク検出機構を設けたので、上蓋の開閉が迅速であり、また上蓋閉止位置が位置座標ではなく締め付けトルク値によって制御されているので、パッキンがへたった場合でも確実に上蓋の閉止が行なわれ、このためリークの発生によって真空引きに長時間を要するといった問題が解決されるばかりでなく、上蓋が他の装置に干渉した
ような場合であっても、被害を最小限に留めることも可能となる。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・減圧乾燥装置
２・・・真空容器本体
３・・・真空容器上蓋
４・・・上蓋開閉機構
５・・・サーボモーター
６・・・排気管
７・・・パッキン
８・・・真空計
９・・・搬送機構
１０・・・基板保持機構
２０・・・上蓋移動方向
２１・・・初期の状態
２２・・・パッキン老化時の状態
２３・・・上蓋閉止区間
３０・・・ガラス基板
３１・・・Ｒ画素
３２・・・Ｇ画素
３３・・・Ｂ画素
３４・・・ブラックマトリックス
【図１】
0005402582.tif 000002
【図２】
0005402582.tif 000003
【図３】
0005402582.tif 000004
【図４】
0005402582.tif 000005
【図５】
0005402582.tif 000006
【図６】
0005402582.tif 000007